(57)【要約】【課題】マスクパターンに対する近接効果補正処理の負荷を大幅に増大させることなく、露光マージンを考慮して高精度の補正を行う。【解決手段】パターン露光に供される露光用マスクに形成されたマスクパターンに対し、露光装置を介して被露光基板にパターンを転写する際の光近接効果の影響を抑制するためにパターン形状に補正を加えるマスクパターンの補正方法において、光近接効果の及ぶ範囲内でパターンを抽出するステップＳ２と、抽出されたパターンに対し、実際にパターンエッジを移動させる補正対象パターンと補正計算の際にエッジ移動を行わない参照対象パターンとに分類するステップＳ３と、補正対象パターンを共に許容エッジ位置ずれ量ΔＰos内に仕上げるように該補正対象パターンの形状を補正するステップとを含む。【選択図】図１
2007299017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン露光に供される露光用マスクに形成されたマスクパターンに対し、露光装置を介して被露光基板にパターンを転写する際の光近接効果の影響を抑制するためにパターン形状に補正を加えるマスクパターンの補正方法において、
所定のパターンに対して光近接効果を及ぼす範囲内で前記パターンを含む複数のパターンを抽出する工程と、
前記抽出されたパターンを、実際にパターンエッジを移動させる補正対象パターンと、補正計算の際にエッジ移動を行わない参照対象パターンとに分類する工程と、
前記補正対象パターンを共に許容エッジ位置ずれ量ΔＰos内に仕上げるように該補正対象パターンの形状を補正する工程と、
を含むことを特徴とするマスクパターンの補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマスクパターンの補正方法を用いてマスクパターンの補正量が決定され、この補正量に基づいてパターンが形成されたことを特徴とする露光用マスク。
【請求項３】
パターン露光に供される露光用マスクに形成されたマスクパターンに対し、露光装置を介して被露光基板にパターンを転写する際の光近接効果の影響を抑制するためにパターン形状に補正を加えるためのプログラムであって、
所定のパターンに対して光近接効果を及ぼす範囲内で前記パターンを含む複数のパターンを抽出させ、抽出されたパターンを実際にパターンエッジを移動させる補正対象パターンと補正計算の際にエッジ移動を行わない参照対象パターンとに分類させ、補正対象パターンを共に許容エッジ位置ずれ量ΔＰos内に仕上げるように該補正対象パターンの形状を補正させるようにコンピュータを制御するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光用マスクのパターンを被露光基板上に転写する際に生じる光近接効果を補正するためのマスクパターンの補正方法に係わり、特に光リソグラフィプロセスにおいて想定される各種ばらつき（露光量，フォーカス等）を考慮した補正方法に関する。
【０００２】
また本発明は、上記の補正方法を用いて作成された露光用マスク、更には上記の補正方法をコンピュータにより実現するためのプログラムを格納した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、ＬＳＩの微細化に伴い、露光用マスクのパターンとウェハ上で得られるパターンとの間に寸法変動や形状変化が生じるという、いわゆる光近接効果（Optical Proximity Effects：ＯＰＥ）の影響が顕在化してきている。そこで、ウェハ上にて所望のパターンを得るためには、光近接効果の影響を予め考慮してマスクパターンに補正を加えるという、光近接効果補正（Optical Proximity Correction：ＯＰＣ）技術が必要になってきている。
【０００４】
従来のＯＰＣ技術は、ある露光条件（露光量，フォーカス位置）下でのＯＰＥを実験結果或いは計算によって予測し、マスクパターンに補正を加えるというものであった。しかし、転写パターン形成の際の許容寸法変動も微細化と共に小さくなる中、転写時の各種ばらつき要因（露光装置のフォーカス位置変動や露光量変動等）を考慮した光近接効果補正技術が必要となってきている。
【０００５】
上記ばらつきを考慮したＯＰＣ技術としては、これまで、主にフォーカスばらつきを考慮した手法が示されてきている（非特許文献１参照）。しかし、この手法では、露光量ばらつきを想定した場合に必ずしも最適な補正パターンを得られるとは限らない。
【０００６】
また、メモリセル部に関して本発明者らは、所定の寸法変動量以内にてパターンを形成可能な、露光量範囲（露光量裕度）とフォーカス範囲（焦点深度）を最大化する補正手法を提案している（非特許文献２参照）しかし、この文献中ではセルベースの極めて限定された領域での補正を対象とし、補正計算をシミュレーテッド・アニーリングによる一種のランダムサーチ手法を用いているため、ランダムパターンに対して適用しようとした場合、計算時間がかかり過ぎて、実用的な時間での処理は不可能と考えられる。
【非特許文献１】John P. Stirniman らによる“Fast proximity correction with zone sampling”（Proceeding of SPIE, Vol.2197, pp.294-300）
【非特許文献２】S.Inoue et.al による“Automatic optical proximity correction with optimization of stepper condition”（Proceeding of SPIE, Vol.2440, pp.240-251）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来、露光マージンを考慮してマスクパターンに対する光近接効果の補正を行おうとすると、補正処理に要する計算時間の大幅な増大を招き、高速処理は不可能であり、しかも十分な補正精度を得ることは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、マスクパターンに対する光近接効果補正処理の負荷を大幅に増大させることなく、露光マージンを考慮して高精度の補正を行い得るマスクパターンの補正方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、上記の補正方法を用いて作成され、パターン転写精度の向上に寄与し得る露光用マスクを提供することにある。本発明の更に他の目的は、上記の補正方法をコンピュータにより実施するためのプログラムを格納した記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【００１１】
即ち、本発明の一態様は、パターン露光に供される露光用マスクに形成されたマスクパターンに対し、露光装置を介して被露光基板にパターンを転写する際の光近接効果の影響を抑制するためにパターン形状に補正を加えるマスクパターンの補正方法において、所定のパターンに対して光近接効果を及ぼす範囲内で前記パターンを含む複数のパターンを抽出する工程と、前記抽出されたパターンを、実際にパターンエッジを移動させる補正対象パターンと、補正計算の際にエッジ移動を行わない参照対象パターンとに分類する工程と、前記補正対象パターンを共に許容エッジ位置ずれ量ΔＰos内に仕上げるように該補正対象パターンの形状を補正する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、露光用マスクに形成すべきマスクパターンの光近接効果補正に際して、マスクパターンに対する光近接効果補正処理の負荷を大幅に増大させることなく、露光マージンを考慮して高精度の補正を行うことができ、その有用性は大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００１４】
ここでは、マスクパターンを１次元的に抽出したパターンの注目するエッジでの、リソグラフィマージンを考慮した補正量の算出手法について説明する。
【００１５】
図１に、本実施形態に係わる補正処理のアルゴリズムを示す。まず、ステップＳ１において、補正対象パターンエッジを含むパターンレイアウトを入力する。そして、注目するパターンエッジを中心として、ＯＰＥの及ぶ範囲でパターンを抽出する（ステップＳ２）。ここでいうＯＰＥとは、隣接するパターンレイアウトによって注目するパターンエッジの転写位置が変動する現象を指しており、光学的要因のみによって限定されるものではなく、現像やエッチングプロセスをも含むことは可能である。
【００１６】
次いで、抽出パターンに対し、補正対象パターンと参照対象パターンの２種類に分類する（ステップＳ３）。ここでいう補正対象とは、注目パターンエッジ補正と共にパターン補正を実際に行いパターンエッジを移動させる箇所を指すのに対し、参照対象とはパターン補正の際にパターンが存在するものとして考慮はするがパターンエッジを移動させない箇所を指す。
【００１７】
次いで、設定露光条件で補正対象パターンのみを一括して転写寸法を設計通りにするように補正する（ステップＳ４）。ここでいう設定露光条件とは、露光パラメータ（露光波長，露光装置の投影光学系の開口数ＮＡ，光源の大きさ（コヒーレンスファクタ）σ，光源形状等）と、使用するマスクの種類（ＣＯＧ（クロムオングラス）マスク，ハーフトーン位相シフトマスク等）、及び露光量、フォーカス位置の条件を指している。フォーカス位置については通常、ジャストフォーカス位置を設定し、露光量については、代表パターンが所望通りに得られるように設定する。
【００１８】
補正計算は、得られる転写パターンの中で補正対象パターンのエッジ位置が同時に、あるばらつき内に収まるように実行される。即ち、上記の設定露光条件にて、ジャストフォーカス位置での転写パターンエッジ位置が、予め設定された許容エッジ位置ずれ量ΔＰosより小さな位置ずれ量ΔＰos1 により決定される所望パターンエッジ位置からのずれ量以内に形成されるように補正する。
【００１９】
次いでステップＳ５として、焦点深度（Depth Of Focus：ＤＯＦ）を確保するのに必要なフォーカス位置（ＤＯＦ／２）にて、（所望エッジ位置±許容ばらつき）を仕上げる露光量を求める（Ｅinf，Ｅsup）。このときのＥＤtree（ある線幅を得るために必要な露光量とフォーカス位置を示したもの）を、図２に示す。図中の横軸は露光量、縦軸はフォーカス、実線はステップＳ４によるＥＤtree、破線は後述するステップＳ６による補正後のＥＤtreeを示している。
【００２０】
この図２をもとに、ステップＳ４にて使用した露光量（Ｅ0 ）±許容露光量ばらつきでの露光量（Ｅ0inf，Ｅ0sup）と上記露光量とを比較する。そして、次のように補正量の変更を行う（ステップＳ６）。
【００２１】
ｉ）Ｅ0inf＜Ｅinf の場合：（Ｅinf−Ｅ0inf）／Ｍだけマスクパターンエッジ位置補正量変更
ii）Ｅsup ＜Ｅ0supの場合：（Ｅ0sup−Ｅsup）／Ｍだけマスクパターンエッジ位置補正量変更
iii)それ以外の場合  ：補正量変更せず
ここで示す係数Ｍは、マスクパターンのエッジ位置変動により、所望エッジ位置に仕上げる露光量がどれだけ変動するかを現す係数である。
【００２２】
図３（ａ）に露光用マスクと像強度との関係を示し、図３（ｂ）にマスクパターンのエッジ位置変動と仕上げる露光量との関係を示す。図中の１１は石英等の透明基板、１２はＣｒ等の遮光膜である。図３（ｂ）に示すように、マスクパターンのエッジ位置変動が微小な場合、エッジ位置変動と露光量変動は線形な関係にあると考えられ、上記係数Ｍにより、一度の補正にて所望な露光量分だけ図２に示すように、ＥＤ図（露光量−デフォーカス図）上でＥＤtree形状をほぼ保持したまま露光量方向にシフトさせることが可能である。
【００２３】
なお、図３（ｂ）中ではＭをマスクエッジ位置変動による露光量の差の比として表現としているが、次の式
Ｍ’＝（logＥ−logＥ0）／Δ＝｛log（Ｅ／Ｅ0）｝／Δ  … (1)
に示すように、露光量の対数を取ったものの差の比としても一向に差し支えるものではない。
【００２４】
図１に示す本実施形態のアルゴリズムに従って、図４に示すマスクパターンの補正を行った結果を、以下に示す。図４に示す補正パターンの注目エッジはパターン中央のスペース部エッジであり、評価はＳ（隣接パターンまでの距離）を０．１８〜３μｍまで１２種類変更したパターンの中央線幅を用いた。以下、補正の際に用いた条件を示す。
【００２５】
露光波長２４８ｎｍ、ＮＡ＝０．６、輪帯遮蔽率＝２／３
ＣＯＧ（クロムオングラス）マスク、
空間像＋しきい値（Ｉth=0.292）にてパターンエッジ位置を決定、
Ｉthは０．１８μｍのラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターンをジャストフォーカスにて所望寸法通りに仕上げる露光量に相当する。
【００２６】
ＯＰＥの及ぶ範囲は本計算では特に設定せずに行った。また、補正対象パターンと参照対象パターンの分類については、注目パターンに対して左右に隣接する２パターンずつ、計５パターンを補正対象パターンとして計算を行った。ターゲットとする露光量裕度とＤＯＦについては、本計算では許容寸法変動が寸法±１０％の時に、露光量裕度＝１０％、ＤＯＦ＝０．６μｍとした。即ち、許容エッジ位置ずれ量（ΔＰos）＝９ｎｍとして計算を行っている。
【００２７】
図５以降に、本実施形態方法により補正した結果について示す。図５（ａ）はＯＰＣ前（補正無し）のＥＤtree評価結果、図５（ｂ）は従来手法により補正したパターンの転写後のＥＤtree評価結果、図６（ｃ）はジャストフォーカス補正によるＥＤtree評価結果、図６（ｄ）は本実施形態により補正したパターンの転写後のＥＤtree評価結果を示している。また、図７には共通裕度について比較した結果を示す。ここで述べる従来手法とは、露光量を固定しＤＯＦが０．６μｍとなるように補正を行う手法を指している。
【００２８】
図５及び図６より、従来法では露光量を予め固定した上で、ＤＯＦを所望とするように補正をする際にジャストフォーカス及びデフォーカス位置で共に線幅ばらつきをなるべく抑えようとするため、この線幅ばらつき量を小さく設定することができず、結果として共通裕度が小さくなってしまっている。本補正計算上での許容線幅ばらつき量は±１４ｎｍとして行った。即ち、ΔＰos1 としては７ｎｍという値を用いている。これ以下に抑えようとすると、補正計算の収束性が著しく悪化してしまっている。ジャストフォーカス補正と記載しているのは、ジャストフォーカス位置のみで補正を加えているのであるが、この場合は線幅ばらつき量を従来法よりも抑え込むことが可能となっている。本計算上での許容線幅ばらつき量は±２ｎｍとして行うことができた。即ち、ΔＰos1 としては１ｎｍという値を用いている。但し、ＤＯＦについては何も考慮していないため、パターン配置のバリエーションによっては、マージンが必要なだけ取れないことが考えられる。
【００２９】
一方、本実施形態では、ジャストフォーカス補正の後、与えられた露光量裕度とＤＯＦを確保するようにさらに補正を加えている。本実施形態では、ＤＯＦを定めるデフォーカス位置（０．３μｍ）にて、上述してきたＭをパターン毎に求め、注目パターンの補正量にさらに変更を加えている。このように本実施形態では、露光マージンを確保するように補正する際にＥＤtreeの境界全てで補正チェックするのではなく、最適フォーカス位置での補正後、補正対象パターンが露光量変動に対してどれだけ仕上がり寸法を変動させるかという係数に従って、寸法にオフセットを計上するだけでよく、高速処理が可能となっている。
【００３０】
また、補正精度についても図７より明らかなように、所望焦点深度（ＤＯＦ）＝０．６μｍでの露光量裕度が従来補正やジャストフォーカス補正手法に比べ増大していることから、本手法により得られる精度が他の手法に比べて向上することは明らかである。
【００３１】
ここで、比較のために従来法によりリソグラフィマージンを考慮した補正量算出のアルゴリズムを、図８に示す。パターン入力，パターン抽出までは本実施形態と同じであり、その後に露光条件１（just focus）でチェックし、ＮＧであれば露光条件１で補正を行う。露光条件１を満足するように補正した後は、露光条件２（defocus）でチッェクし、ＮＧであれば露光条件２で補正を行う。露光条件２を満足するように補正した後は、再び露光条件１でのチェック及び補正に戻ることになる。
【００３２】
ある露光条件でのチェック及び補正のワンセットは本実施形態におけるステップＳ４の一括補正に相当することから、図８の例では本実施形態における一括補正が２回必要となる。さらに図８の例では、露光条件２で補正を行った後は、露光条件１でのチェック及び補正が必要となり、チェック及び補正をやり直すことになる。
【００３３】
これに対し本実施形態では、ステップＳ４における一括補正は１回のみで済み、また一括補正をやり直す必要もないことから、図８の例よりも補正処理に要する時間を大幅に短縮することができる。しかも、本実施形態では抽出パターンを補正対象パターンと参照対象パターンに分離し、補正対象パターンを絞っており、この点からも補正処理に要する時間を短縮することができる。
【００３４】
このように本実施形態によれば、予め与えられた露光量における所定のフォーカス位置での転写パターンエッジ位置を、予め設定された許容エッジ位置ずれ量ΔＰosより小さな位置ずれ量ΔＰos1 により決定される所望パターンエッジ位置からのずれ量以内に形成されるように補正し、その後で露光量裕度を考慮するために、それぞれの露光量裕度境界位置にて所望の焦点深度を得るようにマスクパターンに追加補正を加えることによって、補正計算に要する時間を大幅に短縮することができる。これにより、補正処理の負荷を大幅に増大させることなく、露光マージンを考慮した高精度の補正が可能となる。
【００３５】
また、抽出したパターンを補正対象パターンと参照対象パターンとに分類し、補正対象パターンのみを補正することにより、補正処理の負荷を抑えつつ注目するパターンエッジに対して高精度な補正を行うことが可能となる。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態にて提示した処理は、１次元パターンに限られるものではなく、２次元パターンへの拡張に関して何ら制限を与えるものではない。また、図１におけるステップＳ３とそれ以降のステップ４〜６の処理は、何れも処理時間の短縮化に寄与するものであり、これらの両方を行うのが最も望ましいが、何れか一方のみを行っても処理時間の短縮化は可能である。
【００３７】
また、実施形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク（ＦＤ，ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。本発明を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行するものであればよい。
【００３８】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係わる補正アルゴリズムを示す図。
【図２】ＥＤ図上の露光量評価位置を模式的に示す図。
【図３】マスクと像強度との関係、及びマスク補正係数Ｍの定義を示す図。
【図４】本実施形態に用いたマスクパターンの例を示す図。
【図５】マスクパターンの補正結果のＥＤ図による評価を示すもので、補正無しと従来補正による図。
【図６】マスクパターンの補正結果のＥＤ図による評価を示すもので、ジャストフォーカス補正と、実施形態による補正を示す図。
【図７】図６より得られたＥＤ図より作成した露光量裕度−ＤＯＦを示す図。
【図８】従来方法における補正量算出のアルゴリズムを示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…透明基板
１２…遮光膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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